Structures métalliques a liaisons semi-rigides : algorithmes de calcul et résolution numérique en analyse non linéaire pré et post critique

= Steel structures with semi rigid connections : calculation algorithms and numerical solutions for non linear pre and post critical analysis

• Auteur / Autrice : Xiaonan Gu
• Direction : Maurice Lemaire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : URGC-LBS - Bétons et Structures (Lyon, INSA1987-1995)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Élastoplasticité

Constructions -- Stabilité

Construction métallique

Résumé

Dans les structures dites « à barres » les propriétés mécaniques des assemblages sont susceptibles d'influence non négligeables sur tous les aspects du compromettante mécanique d'ensembles ? Dans ce contexte, le présent travail propose un ensemble numérique d'analyse par éléments finis du comportement quasi statique non linéaire des structures métalliques planes à histoire de changement arbitraires en présence de liaisons semi-rigides ; L'ensemble procède en description Lagrangienne actualisée actualisé approchée. Le comportement non linéaire est décrit par la méthode de Newton-Raphson en conjonction avec des techniques de pilotage de Crisfield par longueurs d'arc imposées. La formulation associe un élément fini de barre original calculé à partir de le forme non linéaire complète de l'expression du principe des travaux virtuels, une loi d'interaction moment-effort normal multilinéaire, et divers modèles de comportement non linéaire des liaisons. Le couplage noeuds-liaisons-barres utilise une matrice dite « de connexion » qui simplifie l'algorithme d'itération à l'équilibre sans adjonction de variables nodales spécifiques. La validité et l'intérêt des modèles proposés sont montés sur des exemples en analyse élastique et post élastique au premier et second ordre.

In framework structures, the mechanical properties of joints can considerably influence the whole mechanical behaviour. In this context, a numerical finite element analysis software package is proposed for the study of the quasi static non linear behaviour of steel plane structure with arbitrary loading condition and semi rigid connection. The approximated and updated Lagrangian description is used. The Newton-Raphson method in conjunction with the Crisfield's arc-length methods allowing limit points to be « passed automatically » is used to describe the whole reponse for problems with geometrical and material non linearity. In the formulation, a special beam-column finite element obtained form the complete non linear form of the virtual work principle is associated with a multi linear moment-axial force interaction low and with some models of non linear connections. A so called connection matrix is built to deal with the coupling effects between nodes connections and beam columns. This matrix simplifies the interactive equilibrium algorithm without any specific addition nodal parameter. The validity and interest of the proposed models are shown using some examples with elastic and post elastic behaviour following first and second order analysis.